MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dchrvmasum2lem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dchrvmasum2lem 25230
Description: Give an expression for log𝑥 remarkably similar to Σ𝑛𝑥(𝑋(𝑛)Λ(𝑛) / 𝑛) given in dchrvmasumlem1 25229. Part of Lemma 9.4.3 of [Shapiro], p. 380. (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
rpvmasum.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
rpvmasum.l 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
rpvmasum.a (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
rpvmasum.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
rpvmasum.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
rpvmasum.1 1 = (0g𝐺)
dchrisum.b (𝜑𝑋𝐷)
dchrisum.n1 (𝜑𝑋1 )
dchrvmasum.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
dchrvmasum2.2 (𝜑 → 1 ≤ 𝐴)
Assertion
Ref Expression
dchrvmasum2lem (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
Distinct variable groups:   1 ,𝑚   𝑚,𝑑,𝐴   𝑚,𝑁   𝜑,𝑑,𝑚   𝑚,𝑍   𝐷,𝑚   𝐿,𝑑,𝑚   𝑋,𝑑,𝑚
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑑)   1 (𝑑)   𝐺(𝑚,𝑑)   𝑁(𝑑)   𝑍(𝑑)

Proof of Theorem dchrvmasum2lem
Dummy variables 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6229 . . . . . . 7 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝐿𝑛) = (𝐿‘(𝑑 · 𝑚)))
21fveq2d 6233 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝑋‘(𝐿𝑛)) = (𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))))
3 id 22 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → 𝑛 = (𝑑 · 𝑚))
42, 3oveq12d 6708 . . . . 5 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) = ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
5 oveq2 6698 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (𝐴 / 𝑛) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
65fveq2d 6233 . . . . 5 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) = (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))
74, 6oveq12d 6708 . . . 4 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) = (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))))
87oveq2d 6706 . . 3 (𝑛 = (𝑑 · 𝑚) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
9 dchrvmasum.a . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ ℝ+)
109rpred 11910 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
11 elrabi 3391 . . . . . . 7 (𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} → 𝑑 ∈ ℕ)
1211ad2antll 765 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → 𝑑 ∈ ℕ)
13 mucl 24912 . . . . . 6 (𝑑 ∈ ℕ → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
1412, 13syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
1514zcnd 11521 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (μ‘𝑑) ∈ ℂ)
16 rpvmasum.g . . . . . . . 8 𝐺 = (DChr‘𝑁)
17 rpvmasum.z . . . . . . . 8 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
18 rpvmasum.d . . . . . . . 8 𝐷 = (Base‘𝐺)
19 rpvmasum.l . . . . . . . 8 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
20 dchrisum.b . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋𝐷)
2120adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑋𝐷)
22 elfzelz 12380 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℤ)
2322adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℤ)
2416, 17, 18, 19, 21, 23dchrzrhcl 25015 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝑋‘(𝐿𝑛)) ∈ ℂ)
25 elfznn 12408 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℕ)
2625adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℕ)
2726nncnd 11074 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ∈ ℂ)
2826nnne0d 11103 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑛 ≠ 0)
2924, 27, 28divcld 10839 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) ∈ ℂ)
3025nnrpd 11908 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑛 ∈ ℝ+)
31 rpdivcl 11894 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑛 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑛) ∈ ℝ+)
329, 30, 31syl2an 493 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝐴 / 𝑛) ∈ ℝ+)
3332relogcld 24414 . . . . . . 7 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3433recnd 10106 . . . . . 6 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (log‘(𝐴 / 𝑛)) ∈ ℂ)
3529, 34mulcld 10098 . . . . 5 ((𝜑𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) ∈ ℂ)
3635adantrr 753 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) ∈ ℂ)
3715, 36mulcld 10098 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ∧ 𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛})) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) ∈ ℂ)
388, 10, 37dvdsflsumcom 24959 . 2 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
39 fveq2 6229 . . . . . . 7 (𝑛 = 1 → (𝐿𝑛) = (𝐿‘1))
4039fveq2d 6233 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → (𝑋‘(𝐿𝑛)) = (𝑋‘(𝐿‘1)))
41 id 22 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → 𝑛 = 1)
4240, 41oveq12d 6708 . . . . 5 (𝑛 = 1 → ((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) = ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1))
43 oveq2 6698 . . . . . 6 (𝑛 = 1 → (𝐴 / 𝑛) = (𝐴 / 1))
4443fveq2d 6233 . . . . 5 (𝑛 = 1 → (log‘(𝐴 / 𝑛)) = (log‘(𝐴 / 1)))
4542, 44oveq12d 6708 . . . 4 (𝑛 = 1 → (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛))) = (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))))
46 fzfid 12812 . . . 4 (𝜑 → (1...(⌊‘𝐴)) ∈ Fin)
4725ssriv 3640 . . . . 5 (1...(⌊‘𝐴)) ⊆ ℕ
4847a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (1...(⌊‘𝐴)) ⊆ ℕ)
49 dchrvmasum2.2 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ≤ 𝐴)
50 flge1nn 12662 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 1 ≤ 𝐴) → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ)
5110, 49, 50syl2anc 694 . . . . . 6 (𝜑 → (⌊‘𝐴) ∈ ℕ)
52 nnuz 11761 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
5351, 52syl6eleq 2740 . . . . 5 (𝜑 → (⌊‘𝐴) ∈ (ℤ‘1))
54 eluzfz1 12386 . . . . 5 ((⌊‘𝐴) ∈ (ℤ‘1) → 1 ∈ (1...(⌊‘𝐴)))
5553, 54syl 17 . . . 4 (𝜑 → 1 ∈ (1...(⌊‘𝐴)))
5645, 46, 48, 55, 35musumsum 24963 . . 3 (𝜑 → Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))) = (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))))
5716, 17, 18, 19, 20dchrzrh1 25014 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘1)) = 1)
5857oveq1d 6705 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) = (1 / 1))
59 1div1e1 10755 . . . . 5 (1 / 1) = 1
6058, 59syl6eq 2701 . . . 4 (𝜑 → ((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) = 1)
619rpcnd 11912 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
6261div1d 10831 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 / 1) = 𝐴)
6362fveq2d 6233 . . . 4 (𝜑 → (log‘(𝐴 / 1)) = (log‘𝐴))
6460, 63oveq12d 6708 . . 3 (𝜑 → (((𝑋‘(𝐿‘1)) / 1) · (log‘(𝐴 / 1))) = (1 · (log‘𝐴)))
659relogcld 24414 . . . . 5 (𝜑 → (log‘𝐴) ∈ ℝ)
6665recnd 10106 . . . 4 (𝜑 → (log‘𝐴) ∈ ℂ)
6766mulid2d 10096 . . 3 (𝜑 → (1 · (log‘𝐴)) = (log‘𝐴))
6856, 64, 673eqtrrd 2690 . 2 (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑛 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑑 ∈ {𝑥 ∈ ℕ ∣ 𝑥𝑛} ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿𝑛)) / 𝑛) · (log‘(𝐴 / 𝑛)))))
69 fzfid 12812 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) ∈ Fin)
7020adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑋𝐷)
71 elfzelz 12380 . . . . . . . 8 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℤ)
7271adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℤ)
7316, 17, 18, 19, 70, 72dchrzrhcl 25015 . . . . . 6 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ)
74 fznnfl 12701 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ ℝ → (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ↔ (𝑑 ∈ ℕ ∧ 𝑑𝐴)))
7510, 74syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) ↔ (𝑑 ∈ ℕ ∧ 𝑑𝐴)))
7675simprbda 652 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℕ)
7776, 13syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (μ‘𝑑) ∈ ℤ)
7877zred 11520 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (μ‘𝑑) ∈ ℝ)
7978, 76nndivred 11107 . . . . . . 7 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((μ‘𝑑) / 𝑑) ∈ ℝ)
8079recnd 10106 . . . . . 6 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((μ‘𝑑) / 𝑑) ∈ ℂ)
8173, 80mulcld 10098 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) ∈ ℂ)
8220ad2antrr 762 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑋𝐷)
83 elfzelz 12380 . . . . . . . 8 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℤ)
8483adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℤ)
8516, 17, 18, 19, 82, 84dchrzrhcl 25015 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ)
86 elfznn 12408 . . . . . . . . . . . 12 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℕ)
8786nnrpd 11908 . . . . . . . . . . 11 (𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴)) → 𝑑 ∈ ℝ+)
88 rpdivcl 11894 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ+𝑑 ∈ ℝ+) → (𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+)
899, 87, 88syl2an 493 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+)
90 elfznn 12408 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℕ)
9190nnrpd 11908 . . . . . . . . . 10 (𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑))) → 𝑚 ∈ ℝ+)
92 rpdivcl 11894 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 / 𝑑) ∈ ℝ+𝑚 ∈ ℝ+) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) ∈ ℝ+)
9389, 91, 92syl2an 493 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) ∈ ℝ+)
9493relogcld 24414 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℝ)
9590adantl 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℕ)
9694, 95nndivred 11107 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚) ∈ ℝ)
9796recnd 10106 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚) ∈ ℂ)
9885, 97mulcld 10098 . . . . 5 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) ∈ ℂ)
9969, 81, 98fsummulc2 14560 . . . 4 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
10073adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ)
10178adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (μ‘𝑑) ∈ ℝ)
102101recnd 10106 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (μ‘𝑑) ∈ ℂ)
10376nnrpd 11908 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → 𝑑 ∈ ℝ+)
104103adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℝ+)
105104rpcnne0d 11919 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0))
106 div12 10745 . . . . . . . 8 (((𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ ∧ (μ‘𝑑) ∈ ℂ ∧ (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0)) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) = ((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)))
107100, 102, 105, 106syl3anc 1366 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) = ((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)))
10894recnd 10106 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℂ)
10995nnrpd 11908 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℝ+)
110109rpcnne0d 11919 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0))
111 div12 10745 . . . . . . . 8 (((𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ ∧ (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) ∈ ℂ ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0)) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
11285, 108, 110, 111syl3anc 1366 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚)) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
113107, 112oveq12d 6708 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
114104rpcnd 11912 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℂ)
115104rpne0d 11915 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ≠ 0)
116100, 114, 115divcld 10839 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) ∈ ℂ)
11795nncnd 11074 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ∈ ℂ)
11895nnne0d 11103 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑚 ≠ 0)
11985, 117, 118divcld 10839 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚) ∈ ℂ)
120116, 119mulcld 10098 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) ∈ ℂ)
121102, 108, 120mulassd 10101 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))))
122102, 116, 108, 119mul4d 10286 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = (((μ‘𝑑) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
12371ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝑑 ∈ ℤ)
12416, 17, 18, 19, 82, 123, 84dchrzrhmul 25016 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) = ((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))))
125124oveq1d 6705 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
126 divmuldiv 10763 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) ∈ ℂ ∧ (𝑋‘(𝐿𝑚)) ∈ ℂ) ∧ ((𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0) ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
127100, 85, 105, 110, 126syl22anc 1367 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · (𝑋‘(𝐿𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)))
128125, 127eqtr4d 2688 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) = (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))
12961ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → 𝐴 ∈ ℂ)
130 divdiv1 10774 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℂ ∧ (𝑑 ∈ ℂ ∧ 𝑑 ≠ 0) ∧ (𝑚 ∈ ℂ ∧ 𝑚 ≠ 0)) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
131129, 105, 110, 130syl3anc 1366 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚) = (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))
132131eqcomd 2657 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (𝐴 / (𝑑 · 𝑚)) = ((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))
133132fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))) = (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)))
134128, 133oveq12d 6708 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))) = ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))))
135120, 108mulcomd 10099 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)) · (log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚))) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
136134, 135eqtrd 2685 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚)))) = ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))))
137136oveq2d 6706 . . . . . . 7 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))) = ((μ‘𝑑) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · (((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚)))))
138121, 122, 1373eqtr4d 2695 . . . . . 6 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((μ‘𝑑) · ((𝑋‘(𝐿𝑑)) / 𝑑)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
139113, 138eqtrd 2685 . . . . 5 (((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) ∧ 𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = ((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
140139sumeq2dv 14477 . . . 4 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · ((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
14199, 140eqtrd 2685 . . 3 ((𝜑𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))) → (((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
142141sumeq2dv 14477 . 2 (𝜑 → Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((μ‘𝑑) · (((𝑋‘(𝐿‘(𝑑 · 𝑚))) / (𝑑 · 𝑚)) · (log‘(𝐴 / (𝑑 · 𝑚))))))
14338, 68, 1423eqtr4d 2695 1 (𝜑 → (log‘𝐴) = Σ𝑑 ∈ (1...(⌊‘𝐴))(((𝑋‘(𝐿𝑑)) · ((μ‘𝑑) / 𝑑)) · Σ𝑚 ∈ (1...(⌊‘(𝐴 / 𝑑)))((𝑋‘(𝐿𝑚)) · ((log‘((𝐴 / 𝑑) / 𝑚)) / 𝑚))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  {crab 2945  wss 3607   class class class wbr 4685  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   · cmul 9979  cle 10113   / cdiv 10722  cn 11058  cz 11415  cuz 11725  +crp 11870  ...cfz 12364  cfl 12631  Σcsu 14460  cdvds 15027  Basecbs 15904  0gc0g 16147  ℤRHomczrh 19896  ℤ/nczn 19899  logclog 24346  μcmu 24866  DChrcdchr 25002
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-iin 4555  df-disj 4653  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-supp 7341  df-tpos 7397  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-ec 7789  df-qs 7793  df-map 7901  df-pm 7902  df-ixp 7951  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fsupp 8317  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-xnn0 11402  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ioo 12217  df-ioc 12218  df-ico 12219  df-icc 12220  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-fac 13101  df-bc 13130  df-hash 13158  df-shft 13851  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-limsup 14246  df-clim 14263  df-rlim 14264  df-sum 14461  df-ef 14842  df-sin 14844  df-cos 14845  df-pi 14847  df-dvds 15028  df-gcd 15264  df-prm 15433  df-pc 15589  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-hom 16013  df-cco 16014  df-rest 16130  df-topn 16131  df-0g 16149  df-gsum 16150  df-topgen 16151  df-pt 16152  df-prds 16155  df-xrs 16209  df-qtop 16214  df-imas 16215  df-qus 16216  df-xps 16217  df-mre 16293  df-mrc 16294  df-acs 16296  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-mhm 17382  df-submnd 17383  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-mulg 17588  df-subg 17638  df-nsg 17639  df-eqg 17640  df-ghm 17705  df-cntz 17796  df-cmn 18241  df-abl 18242  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-cring 18596  df-oppr 18669  df-dvdsr 18687  df-unit 18688  df-rnghom 18763  df-subrg 18826  df-lmod 18913  df-lss 18981  df-lsp 19020  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-lidl 19222  df-rsp 19223  df-2idl 19280  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-cnfld 19795  df-zring 19867  df-zrh 19900  df-zn 19903  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cld 20871  df-ntr 20872  df-cls 20873  df-nei 20950  df-lp 20988  df-perf 20989  df-cn 21079  df-cnp 21080  df-haus 21167  df-tx 21413  df-hmeo 21606  df-fil 21697  df-fm 21789  df-flim 21790  df-flf 21791  df-xms 22172  df-ms 22173  df-tms 22174  df-cncf 22728  df-limc 23675  df-dv 23676  df-log 24348  df-mu 24872  df-dchr 25003
This theorem is referenced by:  dchrvmasum2if  25231
  Copyright terms: Public domain W3C validator